El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado




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Dpto. de Física y Química Apuntes: SUSTANCIAS QUÍMICAS





  1. NOCIONES PREVIAS




    1. NÚMERO DE OXIDACIÓN

Los compuestos son eléctricamente neutros, excepto los iones cuando los formulemos separadamente. Es decir, la carga que aporten todos los átomos de un compuesto tiene que ser globalmente nula, debemos tener en un compuesto tantas cargas positivas como negativas.

Pero para saber cuál es la carga que aporta cada átomo vamos a emplear un concepto muy útil que se llama número de oxidación.

El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado. 

El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y será negativo cuando el átomo gane electrones, o los comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.

Las reglas prácticas pueden sintetizarse de la siguiente manera:

  • En las sustancias simples, es decir las formadas por un solo elemento, el número de oxidación es 0. Por ejemplo: Auo, Cl2o, S8o.

  • El 0xígeno, cuando está combinado, actúa frecuentemente con -2, a excepción de los peróxidos, en cuyo caso actúa con número de oxidación -1.

  • El Hidrógeno actúa con número de oxidación +1 cuando está combinado con un no metal, por ser éstos más electronegativos; y con -1 cuando está combinado con un metal, por ser éstos más electropositivos.

  • En los iones monoatómicos, el número de oxidación coincide con la carga del ión.

Por ejemplo:

Na+1 (Carga del ión) +1 (Número de oxidación)

S-2 -2 (Número de oxidación)

Al+3 +3 (Número de oxidación)

  • Recordemos que los elementos de los grupos IA (1) y IIA (2) forman iones de carga +1 y +2 respectivamente, y los del VIIA (17) y VIA(16), de carga –1 y –2 cuando son monoatómicos.

  • La suma de los números de oxidación es igual a la carga de la especie; es decir, que si se trata de sustancias, la suma será 0, mientras que si se trata de iones, será igual a la carga de éstos.


Los no metales, usan los números de oxidación múltiples cuando se combinan con el oxígeno, de resto, usan el que está en el recuadro

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    1. SUSTANCIAS SIMPLES MONOATÓMICAS Y POLIATÓMICAS


Los átomos se denominan con el nombre del elemento al que corresponden, sin terminación específica alguna. Cuando por necesidades de estequiometría sea necesario especificar el número de ellos que configuran el estado, se les pondrá el prefijo correspondiente.
Ejemplos: H Monohidrógeno ; H2 Dihidrógeno (Hidrógeno) ; O2 Dioxígeno (oxígeno) ;
O3 Trioxígeno (ozono) ; P4 Tetrafósforo ; S8 Octaazufre ; Sn Poliazufre.
Su formulación es simplemente el símbolo del elemento al que representan, con el subíndice correspondiente en caso de que se trate de un elemento cuya representación común implique varios átomos.


    1. IONES


Cationes
Monoatómicos
Deben ser nombrados como elemento, sin cambio alguno. Es frecuente que se anteponga la palabra ión o catión. En caso de que puedan presentar más de un estado de oxidación, éste se indica después del nombre, mediante la notación de Stock; es decir, con números romanos entre paréntesis.
Ejemplos: Cu 2+ Ión cobre (II) Cu +Ión cobre (I) I +Catión Iodo (I)
Aniones
Monoatómicos
Se denominan, excepto para el oxígeno, con el nombre del elemento (a veces abreviado) con la terminación -uro.
Ejemplos: H- Ión Hidruro F- Ión Fluoruro (Cl, Br, I)

O 2- Ión óxido S 2- Ión sulfuro (Se, Te ) N 3- Ión nitruro (P, As, Sb)
Poliatómicos
a) Algunos tienen nombres específicos.

Ejemplos: OH - Ión hidróxido O2 2- Ión Peróxido
b) En caso de no tener nombres específicos. Se nombran cada uno de los átomos que lo integran, con los prefijos griegos correspondientes cuando es más de uno, y se cambia la terminación del átomo central por -ato, indicando a continuación su estado de oxidación mediante la notación de Stock.
Ejemplos: SO42- Tetraoxosulfato (VI) NO3- Trioxonitrato (V)

CO32- Trioxocarbonato (IV) ClO3- Trioxoclorato (V)



  1. ÓXIDOS


Son compuestos formados por un elemento cualquiera y el oxígeno. El oxígeno actúa con valencia -2. Se coloca primero el símbolo del elemento distinto del oxígeno y a continuación el del oxígeno.


ÓXIDOS METÁLICOS: oxígeno + metal

ÓXIDOS NO METÁLICOS: oxígeno + no metal



Óxido de nombre del elemento

(colocando delante de cada uno el prefijo griego correspondientes)
Nomenclatura Sistemática:

Ejemplos: Hg2O: óxido de dimercurio Fe2O3: trióxido de dihierro

Cl2O5: pentaóxido de dicloro CO2: dióxido de carbono

  1. HIDRUROS




    1. Hidruros metálicos

Son compuestos formados por un metal cualquiera y el hidrógeno. El hidrógeno actúa con número de oxidación -1. Se coloca primero el símbolo del elemento distinto del hidrógeno y a continuación el del hidrógeno.


HIDRUROS METÁLICOS: hidrógeno + metal



Hidruro de nombre del metal

(colocando delante de cada uno el prefijo griego correspondientes)
Nomenclatura Sistemática:

Ejemplos: HgH: hidruro de mercurio FeH3: trihidruro de hierro


    1. Hidruros no metálicos (hidrácidos)

Son compuestos formados por un no metal de los grupos anfígenos o halógenos y el hidrógeno. El hidrógeno actúa con número de oxidación +1. Se coloca primero el símbolo del hidrógeno y a continuación el del elemento distinto del hidrógeno.El no metal siempre actuará con la valencia más pequeña.


HIDRUROS NO METÁLICOS: hidrógeno + no metal




Nombre del ión no metálico (-uro) de hidrógeno

(colocando delante de cada uno el prefijo griego correspondientes)
Nomenclatura Sistemática:

Ejemplos: H2S: Sulfuro de dihidrógeno HCl: Cloruro de hidrógeno


    1. Hidruros volátiles

Son compuestos formados por un no metal de los grupos nitrogenoideos o carbonoideos o el boro y el hidrógeno. El hidrógeno actúa con número de oxidación -1. Se coloca primero el símbolo del elemento distinto del hidrógeno y a continuación el del hidrógeno.

HIDRUROS VOLÁTILES: no metal + hidrógeno



Estos compuestos son más conocidos por sus nombres vulgares:


NH3 : Amoníaco

PH3 : Fosfina

AsH3 : Arsina

SbH3 : Estibina

CH4 : Metano

SiH4 : Silano

BH4 : Borano




  1. SALES BINARIAS


Dadas sus respectivas electronegatividades, es evidente que el metal constituye la parte electropositiva de la molécula y el no metal será la parte electronegativa. Se formulan, por tanto, colocando primero el metal y luego el no metal.

SALES BINARIAS: metal + no metal



Nombre del ión no metálico (-uro) de nombre del metal

(colocando delante de cada uno el prefijo griego correspondientes)
Nomenclatura Sistemática:

Ejemplos: HgCl2: dicloruro de mercurio Fe2S3: trisulfuro de dihierro


  1. HIDRÓXIDOS


Son compuestos ternarios, formados por la combinación del grupo “OH” (como parte electronegativa) con cualquier metal o grupo electropositivo. El grupo OH (grupo hidróxido), actúa siempre con número de oxidación –1.


HIDRÓXIDOS: metal + grupo (OH)

Nomenclatura Sistemática:

Hidróxido de nombre del metal

(colocando delante de cada uno el prefijo griego correspondientes)



Ejemplos: Fe(OH)2 : dihidróxido de hierro NaOH : Hidróxido de sodio.



  1. ELEMENTOS QUÍMICOS BÁSICOS DE LOS SERES VIVOS


Toda esta infinita variedad de compuestos la podemos encontrar en la naturaleza, unas forman parte de la materia que hay en el universo, incluido el planeta y otros forman parte de la materia de los seres vivos.


    1. ALGUNAS SUSTANCIAS DE INTERÉS BILÓGICO


En los seres vivos, el 98 % de su materia lo constituyen sólo 6 elementos. El oxígeno es también el elemento más abundante, seguido del carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el calcio y el fósforo.

Estos dos últimos son constituyentes del esqueleto de los animales. El 2% restante está constituido por cloro, potasio, azufre, sodio, magnesio, hierro y yodo, así como por unos elementos que se hallan en cantidades ínfimas, pero que son indispensables para la vida; son los llamados oligoelementos(del griego oligos, ‘poco’). Los principales son el cobre, el cobalto, el flúor, el boro, el manganeso, el molibdeno y el cinc.

Por ello, para mantenernos sanos necesitamos una dieta equilibrada. Así, el pescado azul es rico en yodo y calcio. Las verduras son ricas en sodio, calcio y hierro. Las almendras y avellanas contienen calcio y la yema del huevo contiene azufre, sodio, cinc, etc.



  1. EL PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS


El petróleo es un hidrocarburo de color negruzco y de apariencia aceitosa. Se originó a partir del plancton y de los restos vegetales y animales acumulados en el fondo de los mares, mezclados con sedimentos. Posteriormente, se vieron sometidos a grandes presiones y temperaturas elevadas en condiciones anaerobias.

La mayor parte del petróleo se encuentra acumulada en yacimientos subterráneos en bolsas a miles de metros de profundidad, por lo que es necesario hacer perforaciones en la corteza terrestre para su extracción.

El petróleo es una mezcla de hidrocarburos, y en temas anteriores se estudió el método de la destilación fraccionada para la separación de todos sus componentes.

Todos sus derivados tienen aplicaciones en diferentes actividades que son vitales para el funcionamiento de la sociedad, entre las más importantes destacan:


Alquitrán y asfaltos

  • Obras públicas

Parafinas

  • Industria química

Queroseno

  • Combustible para la aviación

Gasoil

  • Combustible diesel

Gasolina

  • Combustible de coches y motores

Gas

  • Combustible doméstico

La industria química derivada del petróleo, la petroquímica, es actualmente la más importante del mundo, ya que mueve un enorme volumen de recursos humanos y económicos.

Al ritmo del consumo actual, y previendo un desarrollo tecnológico como el actual o más importante, la explotación de los yacimientos en funcionamiento no cubre más allá de 45 años. Optimizando todos los recursos actuales y contando con el descubrimiento de posibles yacimientos en el futuro, las previsiones alcanzan sólo para los próximos 90 años, un horizonte demasiado inmediato en la historia de la humanidad.
La problemática asociada a la extracción, transporte y consumo del petróleo es diversa. Por un lado se tienen los efectos contaminantes, por otro los efectos amibentales y por último los efectos sociopolíticos.
Efectos contaminantes: La combustión de estos combustibles fósiles produce la emisión de grandes cantidades de gases como el CO2, el SO2 y diversos óxidos de nitrógeno que son los principales causantes del efecto invernadero y de la lluvia ácida. El uso del petróleo está contribuyendo por tanto al calentamiento global del planeta y drásticos cambios en el clima mundial, cuyas consecuencias son imprevisibles.

Efectos medioambientales: El transporte del petróleo crudo por vía marítima no está exento de accidentes que producen las mareas negras. Estas catástrofes ecológicas tiene gran impacto tanto en la diversidad ecológica como en la actividad comercial y turística de donde se producen, como ejemplos más claros tenemos las mareas negras causadas por el Prestige en Galicia y el Exxon Valdez en Alaska.

Efectos sociopolíticos: La dependencia absoluta que tiene la sociedad actual dl petróleo y sus derivados hace que disponer de él sea una cuestión de interés nacional para todos los países. El problema reside en que los principales productores de petróleo so países del 3er mundo, y esto provoca, desigualdades sociales en dichos países, injerencias de las grandes potencias mundiales en la política de estos países, que incluso pueden desembocar en guerras por el control del petróleo.



  1. Indica los números de oxidación de los átomos presentes en los siguientes compuestos:




CaO

Na2O

SO3

N2O5

SO2

CO2

CuO

SeO3

PbO2

NaH

FeH3

CH4

H2Se

H2O2

HCl

NiCl3

CCl4

AlCl3

NiS

K2S

LiOH

Cu(OH)2

Al(OH)3

HgOH

Cd(OH)2

H2SO4

HClO

CaSO4

CaCO3

H2SO3

HNO3

Na3PO4

AgNO3






  1. Nombra los siguientes compuestos según la nomenclatura Stock:



CaO

Na2O

SO3

N2O5

SO2

CO2

CuO

SeO3

PbO2

NaH

FeH3

CH4

H2Se

HCl

NiCl3

CCl4

AlCl3

NiS

K2S

LiOH

Cu(OH)2

Al(OH)3

Cd(OH)2

HgOH







  1. Formula los siguientes compuestos según la nomenclatura Stock:




Óxido de manganeso (VII)

Cloruro de sodio

Dióxido de carbono

Sulfuro de mercurio (I)

Óxido de mercurio (I)

Yoduro de potasio

Óxido de hierro (III)

Cloruro de Carbono (IV)

Óxido de iodo (V)

Fluoruro de calcio

Hidruro de Oro (III)

Hidróxido de níquel (II)

Amoníaco

Hidróxido de plata

Seleniuro de hidrógeno

Hidróxido de bismuto (III)

Hidruro de cobre (II)

Hidróxido de magnesio

Metano

Hidróxido de berilio


  1. Nombra los siguientes compuestos según la nomenclatura sistemática:



MgO

Rb2O

TeO3

As2O3

IO3

CoO

Cu2O

SeO

PbO2

SrH2

AlH3

NH3

H2S

HBr

NiF3

PtCl4

AuCl3

Ag2S

KI

LiOH

MgOH)2

Al(OH)3

Zn(OH)2

Sn(OH)2



  1. Formula los siguientes compuestos según la nomenclatura sistemática:



Óxido de mercurio

Óxido de dilitio

Monóxido de magnesio

Trióxido de diselenio

Pentaóxido de dicloro

Trihidruro de hierro

Hidruro de cesio

Dihidruro de cobalto

Arsina

Bromuro de hidrógeno

Telururo de dihidrógeno

Tricloruro de fósforo

Difluoruro de estroncio

Dinitruro de trimanganeso

Tetrabromuro de estaño

Triyoduro de aluminio

Dihidróxido de mercurio

Hidróxido de oro

Trihidróxido de hierro

Hidróxido de rubidio

Dihidróxido de estaño

Hidróxido de sodio





  1. Indica los iones en los que se separarían los siguientes compuestos:



TeO3

PbO2

As2O3

NaH

FeH3

H2Se

NiCl2

AlFl3

CaS

Cd(OH)2

HgOH

KOH



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«Bocg. Congreso de los Diputados», serie A, número 160-1, de 20 de junio de 2003. (Número de expediente 121/000160.)

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